Содержание к диссертации
Введение
1. Обоснование существования проблемы автоматизации интеллектуальной поддержки лиц, принимающих решения в управляющих человеко-машинных системах 20
1.1. Особенности становления и развития польской эргономики для решения задач эргономического обеспечения человеко-машинныхсистем 20
1.2. Специфические эргономические особенности судовых управляющих человеко-машинных систем 29
1.3. Анализ методов и средств автоматизации эргономического обеспечения человеко-машинных систем 45
1.4. Современное состояние вопроса построения систем информационной и интеллектуальной поддержки принятия решений 62
1.5. Концепция поддержки интеллектуальной деятельности лиц, принимающих решения в судовых человеко-машинных системах управления безопасностью мореплавания 71
1.6. Формулировка цели и задач исследования 80
Выводы 84
2. Эргономический анализ деятельности судовых специалистов и средств ее обеспечения в процессе эксплуатации морских транспортных средств 88
2.1. Определение основных задач и специфики их решения судовыми специалистами в ходе эксплуатации морских транспортных средств 88
2.2. Анализ состава и структуры перспективных средств взаимодействия судовых специалистов с устройствами управления и индикации комплексов и систем морских транспортных средств ... 115
2.3. Методика построения банка конверсионных эргономических решений применительно к морским транспортным средствам 137
Выводы 164
3. Технология построения типовых систем поддержки принятия решений для систем автоматизации управления морского назначения нового поколения 167
3.1. Концепция построения системы поддержки принятия решений при управлении морским транспортом 167
3.2. Методика типизации систем поддержки принятия решений и их основных функциональных подсистем 175
3.3. Интеллектуализация основных функций и методика построения систем поддержки принятия решений 184
3.4. Методика оценки и выбора средств реализации интерфейса 189
3.5. Методика выбора состава функций системы поддержки принятия решений и оценки эффективности ее применения в системах автоматизации управления 198
3.6. Пример оценки эффективности применения систем поддержки принятия решений методом имитационного моделирования 207
Выводы 209
4. Комплекс моделей и алгоритмов для автоматизации управления обработкой информации в системе поддержки принятия решений, реализующей геоинформационные технологии 211
4.1. Функциональная модель процесса обработки геопространственных данных 211
4.2. Модель декларативных знаний по управлению обработкой данных в геоинформационном поле системы поддержки принятия решений 220
4.3. Модель процедурных знаний по управлению обработкой данных в геоинформационном поле системы поддержки принятия решений 233
4.4. Алгоритмы оценки и распознавания ситуаций при обеспечении выполнимости процесса обработки информации в системах поддержки принятия решений по управлению судном 258
Выводы 267
5. Метод и комплекс моделей для распознавания безопасных пространственно-временных ситуаций оперативной морской обстановки на основе геоинформационных технологий 269
5.1. Метод оценки информации и распознавания безопасных пространственно-временных ситуаций морской обстановки с учетом качества косвенной информации 269
5.2. Формализация знаний для распознавания безопасных пространственно-временных ситуаций морской обстановки 283
5.3. Постановка и алгоритм решения задачи распознавания безопасных пространственно-временных ситуаций морской обстановки с учетом качества косвенной информации 314
Выводы 320
Заключение 322
Список использованных источников 325
Список трудов автора по теме диссертации 343
- Анализ методов и средств автоматизации эргономического обеспечения человеко-машинных систем
- Анализ состава и структуры перспективных средств взаимодействия судовых специалистов с устройствами управления и индикации комплексов и систем морских транспортных средств
- Методика типизации систем поддержки принятия решений и их основных функциональных подсистем
- Модель декларативных знаний по управлению обработкой данных в геоинформационном поле системы поддержки принятия решений
Анализ методов и средств автоматизации эргономического обеспечения человеко-машинных систем
Как было показано (п. 1.1.) основой снижения числа аварий на морском транспорте, обусловленных ошибками судовых специалистов, является детальный анализ специфических особенностей их деятельности с целью выявления основных действий и операций, неправильное или несвоевременное выполнение которых (принятие неправильных решений) влечет за собой создание аварийных ситуаций.
В настоящее время основным предметом труда в производстве промыш-ленно развитых стран становится информация [44], при этом результатом труда становится управление. Затраты, связанные с хранением, передачей, переработкой и предоставлением пользователю информации уже превысили расходы на энергетику. Одновременно в Польше и во всем мире проявляется тенденция к "миграции" трудовых ресурсов из областей материального производства в область создания и предоставления различного вида информационных услуг. Темпы расширения информационной сферы характеризуются удвоением накопленных научных знаний за каждые два года [25, 42, 44].
Внедрение различных видов ЧМС, среди которых преобладают информационно-управляющие ЧМС, имеет устойчивую тенденцию к постоянному расширению, т. к. такие системы являются важнейшим средством уменьшения трудозатрат на обработку постоянно возрастающих объемов информации. Современные судовые ЧМС, управляющие безопасностью мореплавания, являются не только комплексами технических (информационно - программно - технических) средств, но и представляют собой новый класс автоматизированных систем, в которых основным звеном является -человек, обрабатывающий различную информацию с помощью соответствующих способов, средств и алгоритмов. Принципиальным отличием таких систем является участие и главенствующая роль человека в решении различных задач на всех этапах обработки информации, принятия управленческих решений, формирования и выдачи управляющих воздействий. Ввиду того, что автоматизированные системы находятся в непрерывном развитии, то роль человека в них изменяется, однако при этом резко возрастает доля его ответственности за принятие неправильных решений, особенно часто способствующих возникновению и развитию аварийных ситуаций [11, 85]. В настоящее время, по оценкам различных источников [200, 201, 216], по вине человека происходит около 90 % аварий и катастроф, причем с возрастанием степени автоматизации управления эта цифра имеет тенденцию к увеличению. Современные судовые ЧМС, обеспечивающие безопасность мореплавания, являются высокоавтоматизированными ЧМС, роль человека-оператора в которых сводится, в основном, к принятию решений и осуществлению управляющих действий и контрольных функций.
Для ранних этапов судостроения характерно появление средств механизации, различного вида машин и технологического оборудования. Механизация повлекла за собой усложнение трудовых процессов, повышение требований к процессам управления, т. е. обусловило необходимость разработки средств автоматизации. Это было характерно для судовых ЧМС, являющихся источником повышенной опасности. Внедрение автоматизации управления на отдельных видах судов или в разрозненных технологических процессах в 60-х годах показало необходимость перехода [45] к комплексной автоматизации управления судовыми ЧМС и технологическими процессами, причем автоматические подсистемы стали замыкаться на управляющего ими оператора [11].
Развитие информационно-измерительных средств и средств вычислительной техники привело к значительному росту безопасности технической части за счет повышения надежности технических компонент, вычислительных средств и процессов. На этом этапе судовой специалист начинает заниматься временно продолжает заниматься подготовкой исходной информации для их решения. На средства ВТ возлагаются функции решения задач. Увеличение быстродействия и объемов памяти ЭВМ, развитие их возможностей за счет совершенствования ПО приводит к осознанию целесообразности интеграции разнородных судовых ЧМС, т. е. к необходимости выхода на проблемы автоматизированного управления судном в целом [11, 75, 112].
Технологический прорыв в развитии микроэлектроники (элементной базы) обусловил (в 80- е годы) резкое возрастание возможностей персональных компьютеров (ПК) по переработке информации, что позволило значительно расширить сферу их применения при управлении судами. Эти достижения в области программного обеспечения и компьютерных технологий, позволили децентрализовать обработку информации, т. е. стало возможным и экономически целесообразным [11, 146, 148] реализовывать необходимые ИТ непосредственно на конкретных рабочих местах. Кроме того, стало возможным осуществление информационных взаимодействий между различными судовыми ПК с помощью локальных сетей связи [149]. Это возлагает на человека (оператора или ЛПР) необходимость выполнения еще более важных функций. История развития эргономики и инженерной психологии [45, 46, 74, 75, 77, 107, 108, 122-126, 129, 131, 138-140, 147] показала, что человеческое звено является центральным, особенно для ЧМС, связанных с обеспечением различных информационных взаимодействий и выработкой управленческих решений, в состав которых входят также персонал, технические, программные и информационные средства.
Во всех судовых системах управления судовой специалист, независимо от того является ли он оператором или ЛПР, играет определяющую роль [1, 9, 11, 16, 20, 30, 31, 45, 46, 72, 74, 77, 65-68, 99, 105, 107, 108 и т.д.]. Процесс совершенствования судовых ЧМС, являющихся автоматизированными орудиями труда, предъявляет различные, постоянно изменяющиеся требования к человеку. Отсюда следует, что функции судового специалиста в процессе совершенствования различных судовых ЧМС управления постоянно меняются, однако его центральное ведущее положение остается неизменным.
Анализ состава и структуры перспективных средств взаимодействия судовых специалистов с устройствами управления и индикации комплексов и систем морских транспортных средств
Декомпозиция периода плавания начинается с разделения его на этапы в соответствии с назначением МТС. В качестве примера можно рассмотреть такой класс МТС как промысловые: рыболовные, краболовные и др. Для такого класса МТС могут быть выделены следующие этапы: приготовление к рейсу, переход в район промысла, поиск объектов лова, подготовка оборудования и других средств к лову, непосредственный лов как достижение цели рейса, сдача продукции либо в море, либо по возвращении в порт. Естественно, что на любом из выделенных этапов может возникнуть необходимость борьбы за живучесть МТС и его техники.
После того как определены этапы периода плавания, должны быть определены совокупности эпизодов, происходящих на каждом этапе, т.е. проведена декомпозиция этапов на характерные части. Например, второй этап -переход в район промысла - можно подразделить на следующие эпизоды: съемка с якоря (со швартовов) в пункте базирования МТС, выход из пункта базирования, плавание рекомендованными курсами, определение места, сбор информации об окружающей обстановке, изменение параметров движения (совершение маневров), изменение режимов функционирования главной энергетической установки и др.
Каждый из выделенных эпизодов может быть разделен на фрагменты. Например, эпизод определения места МТС может осуществляться либо путем счисления, либо с помощью оптических средств (в условиях хорошей видимости береговых ориентиров), либо с использованием средств радионавигации или радиоэлектронных средств наблюдения.
После того как будет определена совокупность фрагментов, необходимо сформулировать задачи, решаемые МТС на каждом из них. Например, для фрагмента "визуальный сбор информации об окружающей обстановке" задача может быть сформулирована так: обеспечить своевременное и полное освещение надводной обстановки с помощью оптических средств наблюдения, а для фрагмента "радиолокационный сбор информации об окружающей обстановке" - обеспечить своевременное и полное составление формуляров надводных объектов с помощью судовой радиолокационной станции.
На основании сформулированных задач, должны быть определены конкретные образцы судовой техники, с помощью которых судовые специалисты будут решать задачи управления МТС и отдельными его компонентами в процессе эксплуатации. Следовательно, фактически определяется состав локальных человеко-машинных систем и набор основных задач (функций), которые должны реализовываться судовыми специалистами во взаимодействии с образцами судовой техники. 2.1.2. Определение состава основных задач, решаемых судовыми специалистами в ходе эксплуатации МТС и СУД.
Используя подход к определению основных задач и специфики их решения специалистами в ходе эксплуатации МТС и СУД целесообразно, во-первых, определить состав эксплутационных задач, решаемых специалистами на главном посту управления МТС, на пультах управления его радиоэлектронными и техническими средствами.
Определение состава основных задач, решаемых на главном посту управления МТС Типовой состав специалистов, входящих в локальные ЧМС, участвующих в процессе управления МТС и располагающихся на главном посту управления судном, следующий: - судоводитель, использующий в случае необходимости любые средства управления МТС; - специалист, работающий за пультом управления средством наблюдения; - специалист, работающий за пультом управления средством судовождения; - специалист, воздействующий на средства управления пространственным перемещением МТС.
Первая система «судоводитель - средства управления МТС» предназначена для решения наиболее важных элементов задач управления МТС. К ним относится: 1) анализ информации о состоянии объекта управления, т.е. изучение окружающей обстановки вокруг МТС, состоянии его корпуса и всех образцов техники, состоянии членов экипажа МТС и их занятости; 2) выработка вариантов решения задачи, стоящей перед МТС на данном этапе рейса; 3) выработка (или получение от персонала ГПУ) оценки ожидаемой эффективности вариантов решения текущей задачи и принятие решения об утверждении одного из них, т.е. выработка управляющей информации; 4) формулировка команды (распоряжения) на исполнение принятого решения и контроль хода исполнения с анализом информации состояния.
На систему «специалист - пульт управления средством наблюдения» возлагаются следующие элементы задач управления: 1) анализ вариантов, предложенных капитаном - судоводителем, с точки зрения предупреждения столкновений с подвижными и неподвижными объектами на море; 2) выработка рекомендаций по элементам движения МТС для обеспечения расхождения судна с объектами на море; 3) обеспечение судовождения исходными данными по координатам объектов на море и ориентиров на берегу для решения навигационных задач. Система «специалист-пульт управления средством судовождения» должна выполнять: 1) анализ вариантов, предложенных судоводителем, с точки зрения выбора оптимальных курса и скорости МТС, а также безопасности плавания; 2) выработку рекомендаций по выбору оптимальных курса и скорости МТС для наилучшего решения текущей задачи при соблюдении безопасности плавания; 3) счисление пути и определение места МТС, а также коррекцию навигационной техники; 4) расчет параметров маневра МТС при расхождении с объектами в море и определение элементов движения этих объектов.
Система «специалист - средства пространственного перемещения МТС» выполняет следующие элементы задач управления: 1) исполнение распоряжений (команд) судоводителя об изменении курса МТС; 2) исполнение распоряжений (команд) судоводителя об изменении скорости МТС. Эта система часто делится на две самостоятельные ЧМС управления курсом и управления скоростью. Определение состава основных задач, решаемых судовыми специалистами,
управляющими радиоэлектронными средствами МТС
Как было сказано выше, члены экипажа МТС, осуществляющие управление радиоэлектронными средствами (РЭС), как правило, непосредственно участвуют в процессе выработки решений в ГПУ при выполнении МТС почти всех задач во время рейса. Анализ существа периода плавания МТС (этапов, эпизодов, фрагментов) показывает, что в общем случае специалисты, управляющие РЭС, должны выполнять в рейсе следующие элементы задач управления: а) специалисты, осуществляющие наблюдение: - обнаружение объектов на море в процессе информационного поиска и определение их координат;
Методика типизации систем поддержки принятия решений и их основных функциональных подсистем
Решение задач 1,2,3 предполагает реализацию вычислительных процедур 3.1 - 3.8 и является способом выполнения необходимых и достаточных условий целевого предназначения средств автоматизации управления коммуникационным и информационным ресурсами береговых и/или судовых пунктов управления морским транспортом. Однако, для систем управления МТС и/или морским транспортом принципиальным является анализ информации, содержащейся в сообщениях от подсистем транспортных средств .и комплексов средств обеспечения безопасности мореплавания, поэтому решения задач управления в постановке 1,2.3 следует считать необходимыми, но не достаточными условиями для выполнения их целевой функции, заключающейся в решении различного рода судовых и транспортных задач.
Исходя из сказанного, необходимо осуществить постановки задач управления связанные с выполнением достаточных условий функционирования комплексов средств МТС. Для этого необходимо ввести в описание ОбУ вектор информации об объектах мониторинга. Тогда исходному множеству элементарных объектов Е={е}, характеризуемых вектором значений показателей Z={Zep}, еєЕ,рєР, можно однозначно сопоставить множество информации ie={ieq}, qeQ, где Q - множество формализованных сообщений поступивших от е-то средства. Из-за необходимого характера решения задач 1-3, принципиальным для осуществления основной вычислительной процедуры -процедуры анализа и классификации поступающей информации, является характеристика результатов применения вычислительных процедур вида 3.1 -3.8. Для этого требуется ввести понятие выполнения необходимых условий по управлению в виде одноместного предиката V. При этом, если найдено решение задач 1-3, посредством реализации вычислительных (человеко-машинных) процедур 3.1 - 3.8 предикат V=l, иначе V=0. Учитывая, что в соотношениях (3.1) в качестве показателей присутствуют и {Хе, Ye) - координаты зон ответственности средств, то граф Gj(Lj, MJ) отражает и структуру модели геоинформационного пространства АСУ МТС, или АСУ морскими перевозками при решении ими Kj задачи. Поэтому задачи 1,2,3 следует рассматривать и как задачи управления этим геоинформационным пространством.
Однозначное сопоставление множеств {Zep} и {ieq} следует осуществить через предикат связи V по следующему правилу: если на момент времени t\ 171 поступило сообщение ie\ и средство автоматизации управления находится в состоянии {Zep}, еєЕ, рєР, и оно удовлетворяет условиям (3.1) и (3.2), то V=l, iey= 1 иначе V=0, іеу=0. В первом случае сообщение ie\ поступает в обработку, во втором - безвозвратно теряется из-за не готовности средства автоматизации управления к его обработке.
Можно считать, что в результате многократного применения данного правила на интервале времени t (время наблюдения за обстановкой) из множества 7= {/е9} формируется его усеченное подмножество
I{ty={ieq} - I(t)={ie ,}. (3.9) Подмножество 7(/) является исходным для решения задач обнаружения, классификации и распознавания пространственно-временных ситуаций обстановки в зоне ответственности средств обеспечения безопасности морских перевозок. Учитывая неполноту, нечеткость а иногда и противоречивость исходной информации, задачи оперативного управления 2,3 обычно решаются ЛПР с использованием различных средств автоматизации управления включая и проблемно-ориентированные интеллектуальные СППР, рассмотренные в главе 1. Учитывая, что основным назначением интеллектуальных СППР является информационная поддержка и/или генерация возможных (наиболее вероятных) вариантов управления МТС с использованием баз знаний, то задачи 2,3 при их автоматизированном решении с помощью СППР следует рассматривать как задачи управления логическим выводом следующего вида:
Задача 4 (отождествление) Имеется 7(і)={ц}, найти такое подмножество I, для элементов которого выполняются условия тождественного преобразования IT={iTeq\iTeq=iTij},eel,qeQ,iel,jeQ посредством использования множества правил {р} за время ttip01l доп, если РпРоц(Д0 , проц) бз({р}, доп) то ресурс базы знаний СППР распределить рациональным способом на достижение максимального значения вероятности правильного отождествления ситуации, иначе - отказ от решения задачи. Задача 5 (классификация) Имеется 7(0, словарь признаков E= b h 2 4з к алфавит классов ситуаций на море А, функции принадлежности \х(Е, А), критерий оптимальности х и решающие правила { }, найти номер г некоторого класса объекта г = D(\i\(E, А\), \кг(Е, А2), ..., \i\(E, А\),%) посредством использования .правил { } за время tnpon taon тогда, если Vnpon(I(t), г , tnpon) V63({D}, Доп) то ресурс базы знаний СППР нужно распределить рациональным способом на достижение максимального значения вероятности правильной классификации ситуации, иначе - отказ от решения данной задачи.
Решение задач 1-5 обеспечивает необходимые и достаточные условия функционирования АСУ МТС и/или АСУ морскими перевозками. Задачи 1-5 относятся к классу слабоформализуемых, решение которых ищется в открытой постановке на основе применения человеко-машинных процедур, реализуемых с помощью СППР. Для их автоматизации принципиальным является формализация субъективных знаний, используемых в процессе решения задач. Постановки задач 1-5 должны учитывать нормативные ограничения на время их решения в конкретных условиях и для конкретных АСУ. Упрощение постановок задач, вызвано стремлением автора показать главную идею -существование необходимых и достаточных условий обеспечения выполнимости ПОИ в СППР, реализующей новые информационные технологии управления МТС и/или морскими перевозками, например, геоинформационную технологию (ГИТ).
Последовательность решения задач 1-5, путем реализации вычислительных процедур (3.2+3.8) и их модификаций в задачах 4,5 на моделях объектов управления типа (3.1) или типа (3.1), (3.9), составляет формальную основу предлагаемой концепции управления процессом обработки информации в типовой СППР, реализующей ГИТ, и задаёт структуру и состав элементов её обобщённой модели. Данная концепция базируется на принципе взаимосвязанности процесса построения (обеспечения корректности существующей) модели геоинформационного поля функциональных задач АСУ МТС, пункта управления морскими перевозками и процесса оценки (распознавания ситуаций) оперативной морской обстановки по цифровой картографической информации. Корректное завершение первого процесса является необходимым условием правильного формирования вектора исходной информации для второго, с завершением которого выполняются достаточные условия реализации целевого предназначения системы.
Модель декларативных знаний по управлению обработкой данных в геоинформационном поле системы поддержки принятия решений
Таким образом, любую пару ОЦД {х„ х,} и отношение "причина-следствие" между ними можно представить формулой: {(x.hdixj.hj), }, (4.27) где Х(ЄХ, XJEX- лингвистические оценки реализуемости данных ОЦД (А,- и hj -значения функций принадлежности лингвистических переменных (ЛП) х, и Xj к нечетким подмножествам терм-множества данных ЛП), (х,, к,)-+(х hj)eU (знак -» указывает на обуславливающую причину), ц./, - некоторый числовой коэффициент, называемый коэффициентом уверенности (КУ), и 0 \іу 1. КУ отражает частотную характеристику реализуемости ОЦД Si при соответствующей оценке Sj, и находятся из априорно заданной ЛП Z при построении сценария. Пусть терм-множество ЛП {Z} имеет вид аналогичный [170]: {Z}=(no4TH никогда, очень редко, редко, не часто, нередко, часто, очень часто, почти всегда).
Отношение р разбивает множество семантических образов ОЦД на подмножества разного уровня так, что ОЦД первого уровня не имеют предков, а ОЦД уровня / имеют предков только на уровне выше /. Таким образом каждый гиперграф Я представляет собой совокупность иерархических структур, на верхнем уровне которых имеется корневая вершина (конечная цель процесса обеспечения выполнимости ПОИ в СППР в рассматриваемом аспекте), соответствующая определяемому ОЦД, на втором уровне находятся вершины соответствующие тем ОЦД, реализация которых обеспечивает выполнение корневого ОЦД (так называемые р-потомки ОЦД первого уровня) и отношения между ними; на третьем уровне - /7-потомки ОЦД второго уровня и т.д.
Содержательно элементарные факты будут соответствовать некоторым характеристикам ситуации, а формулу (4.27) можно понимать как, если под процесс "обеспечения требуемой полноты и целостности распределенной ба зы геопространственных данных СППР" описывается гиперграфом Д, то с уверенностью щ можно считать, что реализация данного подпроцесса (л:,) обеспечивает необходимые условия для реализации процесса "обеспечение выполнимости ПОИ в СППР" (xj), который, однако, может быть и не реали зован. При работе с базой знаний СППР соответствующее ЛИР, управляю щее судном, вводя (либо уточняя) известные характеристики САУ т.е. сло жившейся в ПОИ ситуации, пытается установить, с какой максимальной дос товерностью будет реализован тот или иной гиперграф (в интересующем данное ЛПР аспекте обеспечения выполнимости ПОИ в СППР). Это означа ет, что ЛПР интересует, с каким максимальным коэффициентом уверенности (і,- заданная формула (х„ h,)- (Xj, hj) следует из рассматриваемого фрагмента гиперсетевого сценария. , Назовем р-подграфом для некоторой совокупности ОЦД (S,) подграф гиперграфа Я, содержащий вершину , в качестве корня, и все вершины, являющиеся ее непосредственными потомками, вместе с каузальными отношениями между ними, представленными нечеткими предикатами. Таким образом гиперграф Я, предназначенный для представления некоторого аспекта обеспечения выполнимости ПОИ в СППР, представляется в виде набора р-подграфов: /ьподграфа для Sh /?-подграфов для его потомков, для потомков его потомков и т.д.
Нечеткий инцидентор Q порождает следующее нечеткое множество F{Q) = { №(& ( и)1{х, и) \ в множестве X U, где \LF(Q - функция принадлежности, определяющая для каждой пары (х, и) степень инцидентности \iF(Q){ и) входящих в данный гиперграф операторов целенаправленной деятельности. Эквивалентным способом задания нечеткого гиперграфа Н=(Х, U, Q) является матрица Ян-\гу\п т где ry= P-F(&(X и\ называемая матрицей нечеткой инцидентности. Следовательно, нечеткий гиперграф Н представляет собой совокупность р-подграфов, описывающих каждый из аспектов процесса обеспечения выполнимости ПОИ в СППР. Нетрудно видеть, что в матрице инцидентности RH каждая нечеткая ситуация д;, отображается соответствующей строкой.
Алгебраические и теоретико -. множественные операции позволяющие проводить обобщение на гиперграфах СО ОЦД, состоят в следующем. Пусть Z- некоторое множество р-подграфов нечеткого гиперграфа Н. Назовем граф G обобщенным графом относительно Z, если имеется правило F, согласно которому графу G можно однозначно сопоставить некоторое непустое множество цДСТ) графов из Z. Обозначим через Zf множество обобщенных р-подграфов. Потребуем, чтобы F было такое, что если GeZ, и то \Xf(G)={G}, откуда Z с Zf. Граф GeZF называется более общим, чем граф G"eZF : G G", если if(G")c)i G ), где отношение является отношением частичного порядка на графах. Оператор 8 , определенный на графах множества ZF , называется оператором обобщения, если результат применения оператора 8 к графу G есть граф G из ZF такой, что G G.
На отношение целесообразно наложить следующие ограничения [12]. Пусть графу G соответствует формула (4.27) Ф , а графу G" - формула Ф". Тогда, если G G", то необходимо, чтобы Ф была истинна на всех тех интерпретациях, на которых истинна Ф". В связи с этим операторы обобщения можно вводить в тех случаях, когда определено понятие интерпретации для знаний, представленных на гиперграфах множеств Z, Zf. Обобщенным / -подграфом (типа 7)) [109] является jc-подграф, включающий в себя корневую вершину S и некоторый подграф ее непосредственных потомков. Обобщенным гиперграфом Н, описывающим некоторое подмножество ОЦД {М}, называется совокупность обобщенных /?-подграфов, включающую в себя обобщенный р-подграф g описывающий множество {X}, все обобщенные р-подграфы, входящие в описания {М}, к которым относятся вершины второго уровня g, и так далее, до последнего уровня.
Принадлежность конкретной оценки ОЦД S некоторому элементарному множеству М определяется путем структурного наложения обобщенного р-подграфа, описывающего М, на некоторый подграф р-подграфа, служащего для представления S с учетом правил наложимости вершин гиперграфов. Для этого вводятся правила обобщения знаний о реализуемости ОЦД: \\(xbht)rM?Cj,hj)i\Lij} (xbhhecmL,hhj\ (4.28) 2. {(xi,hi) (Xj,hj), Vi itXiMd ixhh Vik iixuh iXphj), Щ/}, если [іу \іік, (4.29) где " = " - знак логического следствия.
Полнота и непротиворечивость предложенного механизма вывода доказывается в [170]. Непротиворечивость системы (4.28), (4.29) гарантирует, что все выводимые обобщения правильны, а полнота - что ЛПР получают правильные обобщения. Таким образом, в БЗ СППР будет храниться некоторое конечное множество оценок реализуемости обобщенных подграфов. При этом предположим, что БЗ описывает те состояния системы, в которых одновременно выполняются все описанные в БЗ операторы целенаправленной деятельности, т.е. она является непротиворечивой. Вывод обобщений, из построенной таким образом процедурной компоненты знаний СППР будет сводиться к получению логических следствий из оценок заданного набора ОЦД, т.е. нахождение такой обобщенной оценки/ для которой выполняются все имеющиеся в БЗ (Z) правила обобщения (Z= f). Следовательно, операция обобщения оценок реализуемости ОЦД входящих в /?-подграф сводится к определению набора формул (О), для которых каждый исходный /?-подграф является логическим следствием (0= Z). Такой набор формул является индуктивным обобщением заданного множества ОЦД.
